第13讲(2课时)第四章 有压管道中的恒定流有压管道:液体充满整个管道断面,管道周界上的各点均受到液体压强的作用
分恒定流与非恒定流,本章仅讨论恒定流
按管道布置分:简单管道和复杂管道,复杂管道又分为串联管道、并联管道及分叉管道
按水头损失分:长管和短管
长管:水头损失以沿程水头损失为主,其局部损失和流速水头占的比重较小,忽略不计
短管:局部损失和流速水头与沿程水头损失占的比重均较大
★4-1 简单管道水力计算的基本公式简单管道:管道直径不变且无分支的管道
一、 自由出流自由出流:管道出口水流流入大气,水股四周都受大气压强的作用
列能量方程:令:,,则:,即:,为管道系统的流量系数
如不计行近流速水头,则:二、淹没出流淹没出流:管道出口淹没在水下
列能量方程:则:,则:,为管道系统的流量系数
如不计行近流速水头及下游水头,则:注意:自由出流与淹没出流的流量系数,虽形式不同,但数值是相等的
以上仅讨论了短管,如是长管,则:用谢才系数:,或:式中K为流量模数或称特性流量,反映管道断面形状、尺寸和边壁粗糙对输水能力的影响
当管道中水流流速小于1
2m/s时,可能在过渡粗糙区,须修正:
★4-2 简单管道水力计算的基本类型一、 输水能力计算求Q,直接求解
二、求要求的水头求H或Z,直接求解
三、求断面尺寸(直径d)试算
四、求压强(水头线的绘制)先画总水头线,局部水头损失是集中于某一断面上,沿程水头损失是渐渐下降的,只须将发生沿程水头损失的两端的总水头用直线连即可
再画测压管水头线,比总水头少一项流速水头
若管径不变,总水头线与测压管水头线平行
要特别注意进口与出口出的水头损失:直角进口的水头损失系数,直角出口分两钟情况:一是不计下游流速时,;二是计及下游流速时,按突然扩大管道计算
1.计及上游流速时,进口断面前的总水头线在水面之上,测压管水头线与水面齐平;进口断面后的总